专利名称：制备微纳米尺度金属玻璃纤维的装置及方法
技术领域：
本发明属于凝聚态物理和材料科学领域。
背景技术：
金属玻璃具有很多独特的力学及功能特性，金属玻璃纤维更是引起了人们极大的兴趣。目前，金属纤维和玻璃纤维在工程应用与科学研究方面引起了人们广泛的兴趣。由于金属玻璃像普通玻璃一样具有过冷液相区，可进行超塑性成型，所以，最初人们很自然的想到借鉴玻璃纤维的制备方法来制备金属玻璃纤维，但始终未果。这是因为， 一方面金属玻璃的过冷液相区的宽度比无机玻璃要小很多，因而在加工的过程中容易晶化而不易进行超塑性变形；另一方面，金属玻璃在过冷液相区的脆性系数比有机玻璃小， 所以金属玻璃在过冷液相区的粘度随温度变化很快，从而没有足够的时间进行加工，而且随着尺寸的减小会使金属玻璃的韧性进一步提高(文献1，Volkert, C. A.，Donohue, A.， & Spaepen, F. Effect of sample size on deformation in amorphous metals. J. Appl. Phys. 103,083539(2008).)，更是成为金属玻璃走向工程应用的主要障碍。所以，传统的玻璃纤维制备工艺无法应用于制备金属玻璃纤维。目前比较常见的制备金属玻璃纤维的方法中，金属纤维的制备效率与玻璃纤维的制备相比要低很多，制备成本也高很多，而且，金属纤维的尺寸可控性与表面质量远不如玻璃纤维。如早在1981年，日本东北大学Inoue采用水纺法制备微米级金属玻璃丝(文献 3, Inoue, A. , Hagiwara, Μ. , & Masumoto, T.Production of Fe-P-Camorphous wires by in-rotating-water spinning method and mechanical properties of the wires. J. Mater. Sci. 17，580-588 (1981).)。但是这种方法不能连续制备金属玻璃丝，熔融母合金与冷却液的化学反应无法避免，而且这种方法制备的金属玻璃丝表面被氧化，不光滑，直径很不均勻。1"1 年，Rudkowski 发明了熔体甩丝法(文献 2，Rudkowski，P.，Rudkowska, G. & Strom—Olsen J. 0.The fabrication of fine metallic fibers by continuous melt-extraction and their magnetic and mechanical properties. Mater. Sci. Engi. A133，158-161 (1991).)，该方法能连续制备均勻的微米级金属玻璃丝，而且很均勻。但由于刀刃与丝之间的接触，使得丝表面有一个凹槽。另外一个可连续制丝的方法是泰勒法(文献 3, Chiriac, H.，&0vdri, T. A. Amorphousglass-covered magnetic wires !preparation, properties, applications. Prog. Mater. Sci. 40，333—407 (1996).)，但这种方法也有很多缺点和局限性母合金的熔化温度必须比玻璃包裹物的软化温度高；玻璃包裹物与熔融母合金之间有化学反应从而导致金属玻璃丝的表面被氧化；母合金的热膨胀系数必须与玻璃包裹物的接近。以上这些方法都只能做10 100 μ m的金属玻璃丝。2009 年，Kumar (文献 4，Kumar, G.，Tang, H. X. & Schroers，J. Nanomoulding with amorphous metals. Nature 457，868-873 (2009).)用纳米压印的方法制备出了直径约13纳米的金属玻璃线，但其长度仅几十微米且表面质量差。同年，Nakayama(文献 5, Nakayama, K. S. , Yokoyama, Y, Οηο, Τ. , Chen, Μ. W. , Akiyama, K. , Sakurai, Τ. & Inoue Α.Controlled formation and mechanical characterization of metallic glassy nanowires. Adv. Mater. 21,1-4(2009).)用快速牵引法制备出纳米级金属玻璃丝，而这种方法的可重复性低，不能连续制备，且金属玻璃丝的长度最长仅1. 3cm.
发明内容
本发明的目的在于基本克服上述现有技术的缺陷，从而提供一种能够高效、经济地制备微纳米级金属玻璃纤维的装置和方法，所制得的微纳米级金属玻璃纤维连续、表面光洁度高、尺寸可控且均勻。本发明提供一种制备微纳米级金属玻璃纤维的装置，包括-一不锈钢真空室；-一同心放置的石英玻璃管和不锈钢小圆柱；所述石英玻璃管通过固定夹具被固定于不锈钢真空室顶部内表面上，其下端封闭且在中心处有一直径为6 8mm的孔；所述不锈钢小圆柱的高度为2 6cm，其中心处有一直径为的2 6mm孔洞，以容纳待处理的金属玻璃基材；-一高频感应加热线圈，置于所述石英玻璃管的外部；-一待处理的金属玻璃基材，置于不锈钢小圆柱的中心孔洞中；-一砝码，通过牵引线连接到一挂钩上，所述挂钩与金属玻璃基材的最下端相连；-一前级机械泵和分子泵组，通过蝶阀与所述不锈钢真空室下端相连，所述前级机械泵为分子泵提供低真空环境，所述分子泵为不锈钢真空室提供高真空环境；-一高纯氩气瓶，通过充气阀门与所述不锈钢真空室上端相连；-一旁抽机械泵，通过抽气阀门与所述不锈钢真空室下端相连，用于抽取所述不锈钢真空室中的废气。本发明提供的制备微纳米级金属玻璃纤维的装置，还可以包括一收纳轴，其与电动机相连，和一连接线，所述连接线的一端通过固定物被固定在收纳轴上，另一端与金属玻璃基材的下端相连，通过电动机带动收纳轴转动，将制备的金属玻璃纤维缠绕于收纳轴上。本发明提供的制备微纳米尺度金属玻璃纤维的方法，是在上述制备微纳米尺度金属玻璃纤维的装置上进行的牵引法，具体包括如下的步骤
AT1)制备一金属玻璃基材所述金属玻璃基材为由满足条件W *^^〉5.0的金属玻璃
制得的棒材或条带，其中m为过冷液体的脆性系数，Δ T为过冷液相区宽度，Tx为晶化温度， 由其制得的母合金的非晶形成能力大于20 μ m ；所述的金属玻璃棒材大体为直径0. 5 3mm、长2 6cm的圆柱形，在其一端留有直径大于不锈钢小圆柱中心孔洞的余料，以使得该金属基材可以放置于不锈钢小圆柱的中心孔洞中而不至滑下；所述的金属玻璃条带的宽度为0. 1 3mm、长度为2 6cm ；2)将步骤1)制得的金属玻璃基材置于如前所述的装置的不锈钢小圆柱的中心孔洞中，再将其放入石英玻璃管中并用固定夹具将该石英玻璃管固定在不锈钢真空室顶部内表面上，使该不锈钢小圆柱位于高频感应加热线圈的中间，注意金属玻璃棒材或条带不得与不锈钢小圆柱的中心孔洞的内壁接触，以避免破坏制得的金属玻璃纤维的表面质量；将一砝码通过牵引线和挂钩连接到金属玻璃基材的最下端；3)通过旁抽机械泵将不锈钢真空室抽真空至10Pa，关闭旁抽机械泵与不锈钢真空室相连的阀门；通过前级机械泵和分子泵组继续将不锈钢真空室抽真空至真空度等于或高于10_3Pa，关闭该前级机械泵和分子泵组与不锈钢真空室相连的蝶阀；再充入高纯 (99. 999% )氩气0. 02MPa ；用高频感应线圈在12A的电流下进行加热；当金属玻璃基材被加热到其过冷液相区的时候，金属玻璃基材的粘度下降；当粘度下降到金属基材再也支撑不住砝码的重力时，金属玻璃基材就会发生超塑性变形，砝码因此也随之下降，制得一金属玻璃纤维。本发明的制备微纳米级金属玻璃纤维的装置和方法是先用感应加热或电弧熔炼的方法制备一均勻的满足条件的母合金锭，然后用铜模铸造法将其铸成金属玻璃棒材或用真空甩带机甩成条带，最后利用了金属玻璃能在其过冷液相区进行超塑性变形的特性，加热金属玻璃棒材或条带至其过冷液相区并在力的牵引作用下(砝码的重力牵引作用或收纳轴的牵引作用)使其进行超塑性变形，从而得到微纳米尺度的金属玻璃纤维，与现有技术相比，本发明具有如下的优点1、制备方法简单、效率高、制备成本很低；2、所制得的微纳米级的金属玻璃纤维均勻、连续、表面光洁、尺寸可控、可编织且具有优异的力学和功能特性，这使其在微纳米机械系统、复合材料、传感器、智能织物、集成电路连接、微纳米导体、防护织物和波导线等领域有很强的实用价值。
图1是根据本发明一实施方式的制备微纳米级金属玻璃纤维的装置的示意图；图2是根据本发明另一实施方式的制备微纳米级长金属玻璃纤维的装置的示意图；图3是本发明实施例1制备的微纳米级金属玻璃纤维Zr35Ti3(1Be27.5CU7.5⑶和实施例 2 制备的 Pd40Cu30Ni10P20(A)的 XRD ；图4是各种纤维的扫描电镜照片，其中图4a是316L不锈钢纤维(A)、本发明实施例4制备的Pd4tlCu3ciNiiciP2tl金属玻璃纤维(B)和氧化硅玻璃纤维(C)表面质量比较；图4b 是实施例2制备的均勻的长Pd4tlCu3ciNiiciP2tl金属玻璃纤维，插图显示了金属玻璃纤维的高光洁度；图4c和图4d分别是实施例4制备的直径为279nm的金属玻璃纤维和实施例5制备的74nm的金属玻璃纤维；图5为各种纤维的抗弯能力的比较图，其中图5a为316L不锈钢纤维，图5b为实施例4的Pd4ciCu3tlNiiciP2tl金属玻璃纤维，图5c为氧化硅玻璃纤维；图6为本发明实施例1制备的微纳米级金属玻璃纤维Zr35Ti3tlBe27.5Cu7.5的拉伸应力应变曲线；图7为本发明实施例1制备的微纳米级金属玻璃纤维Zr35Ti3tlBe27.5Cu7.5金属玻璃纤维的直径与牵引力之间的关系曲线；其中
1不锈钢真空室2固定夹具3石英玻璃管
4高频感应加热线圈5不锈钢小圆柱6金属玻璃基材
7牵引线8砝码9蝶阀
10前级机械泵和分子泵趣L 11氩气充气阀门12抽气阀门
13旁抽机械泵14电动机15固定物
16连接线17收纳轴18挂钩。
具体实施例方式本发明提供的制备微纳米级金属玻璃纤维的装置，如图1所示，包括-一不锈钢真空室1 (真空室)，该不锈钢真空室可为圆柱形、立方形、圆球形等各种形状；-—同心放置的石英玻璃管3(也可以是陶瓷管或石墨管)和不锈钢小圆柱5 ；所述石英玻璃管3通过固定夹具2被固定于不锈钢真空室1顶部内表面上，其下端封闭且在中心处有一直径为6 8mm的孔；所述不锈钢小圆柱搁置在石英玻璃管钢的下端，其高度为 2 6cm，且中心处有一直径为2 6mm孔洞，以容纳待处理的金属玻璃基材6 ；_ 一高频感应加热线圈4，置于所述石英玻璃管3的外部；-一待处理的金属玻璃基材6，置于不锈钢小圆柱5的中心孔洞中；-一砝码8，通过牵引线7连接到一挂钩18 (未示出)上，所述挂钩18与金属玻璃基材6的最下端相连，优选地，所述砝码8的重量为0. 01 500g ；当金属玻璃基材被加热到其过冷液相区的时候，金属玻璃基材6的粘度下降，直到该粘度下降的金属玻璃基材再也支撑不住砝码的重力时，金属玻璃基材就会发生超塑性变形，砝码因此也随之下降；-一前级机械泵和分子泵组10，通过蝶阀9与所述不锈钢真空室下端相连，所述前级机械泵为分子泵提供低真空环境，所述分子泵为不锈钢真空室提供高真空环境；-一高纯氩气瓶(未示出)，通过充气阀门11与所述不锈钢真空室上端相连；_ 一旁抽机械泵13，通过抽气阀门12与所述不锈钢真空室下端相连，用于抽取所述不锈钢真空室中的废气；由于分子泵只能在气压低于IOPa的环境下才能运行，旁抽机械泵可在前级机械泵和分子泵组抽高真空之前把不锈钢真空室抽到IOPa以下。在本发明的一实施方式中，需要制备长的金属玻璃纤维时，如图2所示，本发明提供的制备微纳米级金属玻璃纤维的装置还包括一收纳轴17，其与电动机14相连，和一连接线16，所述连接线的一端通过固定物15被固定在收纳轴17上，另一端与金属玻璃基材6的下端相连，通过电动机带动收纳轴转动，将制备的金属玻璃纤维缠绕于收纳轴上；而砝码随之下降并最终落在不锈钢真空室的底部时，挂钩从金属玻璃基材脱钩，从而避免了砝码被缠绕在收纳轴上。本发明制备微纳米尺度金属玻璃纤维的方法是在上述制备微纳米尺度金属玻璃纤维的装置上对金属玻璃基材进行牵引法，具体包括如下的步骤
AT1)制备一金属玻璃基材所述金属玻璃基材为由满足条件厂〉5.0的金属玻璃
制得的棒材或条带，其中m为过冷液体的脆性系数，Δ T为过冷液相区宽度，Tx为晶化温度， 由其制得的母合金的非晶形成能力大于20 μ m,具体过程为
将高纯度(> 99. 9% )元素按所需金属玻璃的原子比配料，将其放入电弧炉中； 抽真空至真空度等于或高于10_3Pa，充入高纯(99.999% )氩气，将抽真空-充氩气的循环重复几次；然后熔炼钛锭使其吸收炉腔中残余的氧气；再反复熔炼母合金四至六次使其均勻，冷却，得到所需金属玻璃的母合金锭；然后按照常规方法将所述母合金锭再次熔炼并吸铸到水冷铜模中，得到直径 0. 5 3mm、长2 6cm的金属玻璃的棒材，在其一端留直径大于不锈钢小圆柱中心孔洞的余料以使得该金属基材可以放置于不锈钢小圆柱的中心孔洞中而不至滑下；或者将所述母合金锭放入一带喷口的石英玻璃管中，把该石英玻璃管安装在真空甩带机炉腔内的感应加热线圈中，使管口与铜轮的距离约Imm;抽真空至真空度等于或高于 10_3Pa，充入0. 02MPa的高纯(99. 999% )氩气，同时设定好铜轮旋转的速率；打开感应加热线圈的电源加热该母合金至完全熔化，开启带动铜轮旋转的电动机的开关，待铜轮旋转的速率达到预设值时按下氩气充气开关使熔化的母合金液体喷出并形成金属玻璃条带；从这些条带上剪下宽度为0. 1 3mm、长度为2 6cm的条带作为金属玻璃基材；2)将步骤1)制得的金属玻璃基材置于如前所述的本发明的制备微纳米尺度金属玻璃纤维的装置的不锈钢小圆柱的中心孔洞中，再将其放入石英玻璃管中并用固定夹具将该石英玻璃管固定在不锈钢真空室顶部内表面上，使该不锈钢小圆柱位于高频感应加热线圈的中间，注意金属玻璃棒材或条带不得与不锈钢小圆柱的中心孔洞的内壁接触，以避免破坏制得的金属玻璃纤维的表面质量；将一砝码通过牵引线和挂钩连接到金属玻璃基材的最下端；3)通过旁抽机械泵将不锈钢真空室抽真空至10Pa，关闭旁抽机械泵与不锈钢真空室相连的阀门；通过前级机械泵和分子泵组继续将不锈钢真空室抽真空至真空度等于或高于10_3Pa，关闭该前级机械泵和分子泵组与不锈钢真空室相连的蝶阀；再充入高纯 (99. 999% )氩气0. 02MPa ；用高频感应线圈在12A的电流下进行加热；当金属玻璃基材被加热到其过冷液相区的时候，金属玻璃基材的粘度下降；当粘度下降到金属基材再也支撑不住砝码的重力时，金属玻璃基材就会发生超塑性变形，砝码因此也随之下降，制得一金属玻璃纤维。若需要长的金属玻璃纤维时，可在砝码开始下降时，开启电动机，带动收纳轴转动，将所制得的金属玻璃纤维缠绕于收纳轴上，而砝码在最初随之下降并最终落在不锈钢真空室的底部，这时挂钩从金属玻璃基材脱钩，从而砝码不会被缠绕在收纳轴上。实施例1、制备Zr35Ti3tlBe27.5Cu7.5金属玻璃纤维1)把纯度大于 99. 9%的 Zr,Ti,Be 和 Cu 按照 Zr35Ti3tlBe27.5Cu7.5(at. % )的原子比配好原材料，然后将其放入电弧炉中。抽真空至KT3Pa以下，充入高纯(99.999% )氩气， 再抽真空再充氩气，如此重复三次，然后熔炼钛锭使其吸收炉腔中残余的氧气后，再反复熔炼母合金四次，使其均勻，最后冷却，得到所需金属玻璃的母合金锭。2)把适量的小块母合金锭放到电弧炉中，在高纯氩气的保护下再次进行熔炼并吸铸到水冷铜模中，得到直径为1mm，长约3cm的&35Ti3(1Be27.5Cu7.5金属玻璃棒，在金属玻璃棒的头部留有扁球状余料(直径大于不锈钢小圆柱中心孔洞)以便将金属玻璃棒放置在不锈钢小圆柱5的中心孔洞中。
AT该制得的金属玻璃棒或条带满足条件Μ*;厂〉5.0，其中过冷液体的脆性系数m为37，过冷液相区的宽度ΔΤ为147K，晶化温度为731K，所述母合金的非晶形成能力大于 20 μ m0将该金属玻璃棒安装到图1所示装置的不锈钢小圆柱5 (高度为4cm)的中心孔洞 (直径为2. 5mm的孔洞)中，再将其放入石英玻璃管3 (其下端封闭且在中心处有一直径为 5mm的孔)中并用固定夹具2将该石英玻璃管固定在不锈钢真空室1顶部内表面上，使该不锈钢小圆柱5位于高频感应加热线圈4的中间，注意金属玻璃棒不得与不锈钢小圆柱的中心孔洞的内壁接触，以避免破坏制得的金属玻璃纤维的表面质量；将一50g的砝码8通过牵引线7和挂钩18连接到金属玻璃棒的最下端。3)打开抽气阀门12并用旁抽机械泵13将不锈钢真空室抽真空至IOPa左右，关闭抽气阀门12 ；打开蝶阀9，并用前级机械泵和分子泵组10继续将不锈钢真空室抽真空至 l(T3Pa，关闭蝶阀；再打开氩气充气阀门11充入高纯(99. 999% )氩气0. 02MPa ；用高频感应线圈在12A的电流下进行加热。当金属玻璃棒被加热到其过冷液相区的时候，其粘度下降。当粘度下降到金属玻璃棒再也支撑不住砝码的重力的时候，该金属玻璃棒就会发生超塑性变形，砝码因此也随之下降，从而形成^35Ti3tlBe27.5Cu7.5金属玻璃纤维。该^35Ti3tlBe27.5Cu7.5金属玻璃纤维的直径38微米，长度为215mm。其X射线衍射 (XRD)如图3中的曲线B所示，可以看出，除了宽大的漫散峰之外，XRD衍射花样上没有晶体相对应的尖锐的布拉格峰，所以用本发明的力牵引法所制备的金属玻璃纤维是单一的非晶相。该金属玻璃纤维的玻璃转变温度为584K，过冷液相区的宽度ΔΤ为147K，晶化温度为731K。其拉伸应力应变曲线如图6所示。应变率、杨氏模量、断裂强度和断裂应变分别为 2X ΙΟ 94GPa，1765MPa, 1. 88%。类似的，用上述直径1毫米的金属玻璃棒作为基材，分别用10克、20克、50克和 110克砝码作为牵引力(分别对应0. 1牛顿、0. 2牛顿、0. 5牛顿和1. 1牛顿)，制备出直径分别为10微米、12微米、38微米和108微米的Zr35Ti3(1Be27.5Cu7.5金属玻璃纤维，牵引力与金属玻璃纤维直径的对应关系绘于图7。可以看出，如果基材直径相同，则牵引力越大，则制备的金属玻璃纤维越粗，但是该对应关系并不是线性的。这一规律也适用于制备其他成分的金属玻璃纤维。实施例2、制备直径为5微米的Pd4tlCu3tlNiiciP2tl金属玻璃纤维1)把纯度大于99.9% Pd、Cu、Ni按照Pd40Cu30Ni10P20 (at. % )成分配比配好原材料。然后如实施例1中的步骤1) 一样将Pd、Cu、Ni熔炼得到Pd4ciCu3tlNiltl母合金锭。用分析天平称取Pd4ciCu3tlNiltl合金锭的质量a，按照Pd4tlCu3ciNiiciP2ci (at. % )成分配比计算出P的质量m。称取质量为1. 2 1. 3倍于m的高纯磷，并与Pd4ciCu3tlNiltl合金锭一起封在高真空石英玻璃管中，然后把它放到真空甩带机中进行熔炼。称量出所得到的合金锭的质量m'，则该合金锭中磷的质量为m' -a。按照Pd4tlCu3ciNiiciP2tl(at. 成分配比计算出质量为m' -a 的磷所对应的Pd4tlCu3tlNiltl的质量a'，在合金锭中加入质量为a' _a的Pd4ciCu3tlNiltl并在真空甩带机中进行熔炼得到成分配比为Pd4tlCu3ciNiiciP2tl的合金锭。2)如实施例1中的步骤2)制备直径为1毫米的Pd4ciCu3tlNiiciP2tl金属玻璃棒，该母
合金制得的金属玻璃棒满足条件
权利要求
1.一种制备微纳米级金属玻璃纤维的装置，包括 -一不锈钢真空室；-一同心放置的石英玻璃管和不锈钢小圆柱；所述石英玻璃管通过固定夹具被固定于不锈钢真空室顶部内表面上，其下端封闭且在中心处有一孔；所述不锈钢小圆柱中心处有一孔洞，以容纳待处理的金属玻璃基材；-一高频感应加热线圈，置于所述石英玻璃管的外部； -一待处理的金属玻璃基材，置于不锈钢小圆柱的中心孔洞中； -一砝码，通过牵引线连接到一挂钩上，所述挂钩与金属玻璃基材的最下端相连； -一前级机械泵和分子泵组，通过蝶阀与所述不锈钢真空室下端相连，所述前级机械泵为分子泵提供低真空环境，所述分子泵为不锈钢真空室提供高真空环境； -一高纯氩气瓶，通过充气阀门与所述不锈钢真空室上端相连； -一旁抽机械泵，通过抽气阀门与所述不锈钢真空室下端相连，用于抽取所述不锈钢真空室中的废气。
2.如权利要求1的装置，其特征在于还包括一收纳轴，其与电动机相连；和一连接线， 所述连接线的一端通过固定物被固定在收纳轴上，另一端与金属玻璃基材的下端相连，通过电动机带动收纳轴转动，将制备的金属玻璃纤维缠绕于收纳轴上。
3.如权利要求1或2的装置，其特征在于所述石英玻璃管中心处的孔的直径为6 8mm ο
4.如权利要求1或2的装置，其特征在于所述不锈钢小圆柱的高度为2 6cm，其中心处的孔洞的直径为2 6mm。
5.如权利要求1或2的装置，其特征在于所述砝码的重量为0.01 500g。
6.一种制备微纳米尺度金属玻璃纤维的方法，是在权利要求1-5中的任一权利要求所述的装置上进行的牵引法，包括如下的步骤AT1)制备一金属玻璃基材所述金属玻璃基材为由满足条件的金属玻璃制得的棒材或条带，其中m为过冷液体的脆性系数，Δ T为过冷液相区宽度，Tx为晶化温度，由其制得的母合金的非晶形成能力大于20 μ m ；所述的金属玻璃棒材为一圆柱形，在其一端留有直径大于不锈钢小圆柱中心孔洞的余料，以使得该金属基材可以放置于不锈钢小圆柱的中心孔洞中而不至滑下；2)将步骤1)制得的金属玻璃基材置于所述装置的不锈钢小圆柱的中心孔洞中，再将其放入石英玻璃管中并用固定夹具将该石英玻璃管固定在不锈钢真空室顶部内表面上，使该不锈钢小圆柱位于高频感应加热线圈的中间；将一砝码通过牵引线和挂钩连接到金属玻璃基材的最下端；3)通过旁抽机械泵将不锈钢真空室抽真空至10Pa，关闭旁抽机械泵与不锈钢真空室相连的阀门；通过前级机械泵和分子泵组继续将不锈钢真空室抽真空至真空度等于或高于10_3Pa，关闭该前级机械泵和分子泵组与不锈钢真空室相连的蝶阀；再充入高纯氩气 0. 02MPa ；用高频感应线圈在12A的电流下进行加热；当金属玻璃基材被加热到其过冷液相区的时候，金属玻璃基材的粘度下降；当粘度下降到金属基材再也支撑不住砝码的重力时， 金属玻璃基材就会发生超塑性变形，砝码因此也随之下降，制得一金属玻璃纤维。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述的金属玻璃棒材为直径0.5 3mm、长2 6cm 的圆柱形。
8.如权利要求6所述的方法，其中所述的金属玻璃条带的宽度为0.1 3mm、长度为 2 6cm0
9.如权利要求6所述的方法，其中还包括一步骤当在砝码开始下降时，开启电动机， 带动收纳轴转动，将所制得的金属玻璃纤维缠绕于收纳轴上。
10.如权利要求6或9所述的方法，其中所述砝码的重量为0.01 500g。
全文摘要
本发明涉及一种制备微纳米尺度金属玻璃纤维的装置及方法。先用感应加热或电弧熔炼的方法制备一均匀的满足条件的母合金锭，然后用铜模铸造法将其铸成金属玻璃棒材或用真空甩带机甩成条带，最后利用了金属玻璃能在其过冷液相区进行超塑性变形的特性，加热金属玻璃棒材或条带至其过冷液相区并在力的牵引作用下使其进行超塑性变形，从而得到微纳米尺度的金属玻璃纤维。本发明的装置和饭饭能够高效、经济地制备微纳米级金属玻璃纤维，所制得的微纳米级金属玻璃纤维连续、表面光洁度高、尺寸可控且均匀。
文档编号B21C9/00GK102343374SQ20101024101
公开日2012年2月8日 申请日期2010年7月29日 优先权日2010年7月29日
发明者易军, 汪卫华, 潘明祥, 王军强, 白海洋, 赵德乾 申请人:中国科学院物理研究所